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電水壺自動斷電控制器的研究與設(shè)計(jì)

作者: 時間:2013-10-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1)單穩(wěn)態(tài)電路的作用是對前級輸入信號進(jìn)行脈沖寬度整形,保證每次觸摸動作都可靠。
2)雙穩(wěn)態(tài)電路用來驅(qū)動晶體管Q1的開通或關(guān)閉,進(jìn)而控制繼電器的通斷。
3)將CD4013的輸入信號從濕度傳感器器探頭感測到的信號相隔離,主要是通過控制繼電器K1的通斷來實(shí)現(xiàn)。在繼電器K1得到高電平信號后,常閉觸點(diǎn)斷開、常開觸點(diǎn)閉合,就可將CD4013雙穩(wěn)態(tài)電路輸出的高電平信號從放大電路后斷開,即使放大電路輸出的信號發(fā)生變化,也不會影響到雙穩(wěn)態(tài)電路的輸出,這樣就可使CD4013雙穩(wěn)態(tài)電路輸出的高電平信號保持不變。
2.5 光電隔離電路及輸出控制電路
1)光電隔離電路
光電隔離電路包括光耦、電阻R11、整流二極管D8、繼電器和晶體管Q2,如圖5所示。


利用光耦的特性,信號單向傳輸,輸入端與輸出端完全實(shí)現(xiàn)了電氣隔離,輸出信號對輸入端無影響。可將控制器中的直流供電電源與后面的200 V市電上分開,這樣可以起到保護(hù)控制器的作用。
2)輸出控制電路
輸出控制電路包括輸出控制繼電器K2、的電熱管RL和電源線。開始燒水時,輸出控制繼電器K2失電觸點(diǎn)處于閉合,的電熱管RL得電,電水壺開始加熱;當(dāng)水燒沸時,輸出控制繼電器K2線圈得電,線圈得電,觸點(diǎn)由常閉變成常開狀態(tài),電水壺的電熱管RL失電,電水壺停止加熱。

2.6 顯示面板
顯示面板上有紅、綠指示燈和蜂鳴器,如圖6所示。


當(dāng)水開始燒時,由于傳感器檢測到濕度的信號不足以使電路發(fā)生變化,此時為綠色指示燈亮,代表此刻控制器電源已接通,同時表示電水壺正在燒水;當(dāng)綠色指示燈熄滅、紅色指示燈亮?xí)r,提醒用戶水燒沸了,同時蜂鳴器發(fā)聲提醒。如果沒有人來斷開電源,本控制器會一直發(fā)出聲光提醒。
2.7 電路功能及工作過程
從整個過程可以實(shí)現(xiàn)本控制器設(shè)計(jì)的功能,如圖7所示。


在水燒沸時,隨著濕敏傳感器阻值變小,LM324輸出電位變高,CD4013電平發(fā)生翻轉(zhuǎn),繼電器K2線圈得電,常閉觸點(diǎn)斷開,電水壺從市電220 V電源上失電而斷開;同時繼電器K1將CD4013雙穩(wěn)態(tài)電路輸出的高電平信號從放大電路后斷開,所以CD4013雙穩(wěn)態(tài)電路不會再得到高電平信號而發(fā)生觸發(fā)翻轉(zhuǎn),即可實(shí)現(xiàn)電水壺自動斷電控制的功能。

3 結(jié)論
CD4013自動斷電保持電路是整個控制器的核心,完成信號的輸入和輸出保持。另外還有兩個重要的電路是濕度檢測和光電隔離電路。
1)濕度檢測電路完成濕度信號的采樣和信號輸出,并通過CD4013自動斷電保持電路的處理達(dá)到控制電水壺自動斷電的作用,且不再受傳感器檢測信號的影響。
2)光電隔離電路將自動斷電控制器中所需要的直流電從220 V交流電上隔離開來,從而達(dá)到保證控制電路的安全。
該產(chǎn)品在當(dāng)水燒沸后能實(shí)現(xiàn)自動斷電,并進(jìn)行提醒,設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)合理、安全可靠。

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